Ιπτάμενοι Μυτιληνιοί: Δύο μαθητές έφτιαξαν αεροπλάνο που ανιχνεύει πυρκαγιές και το παρουσίασαν στην Πυροσβεστική

Δύο μαθητές του 5ου Λυκείου Μυτιλήνης έβαλαν φτερά στα όνειρα και στη γνώση τους και κατασκεύασαν ένα αεροπλάνο χαμηλού κόστους με σκοπό να ανιχνεύει πυρκαγιές. Ο Βαγγέλης Ιορδάνου είναι μαθητής Α Λυκείου και ο Νίκος Ευστρατίου μαθητής Β Λυκείου. Ένωσαν τις ανησυχίες και τις γνώσεις τους και με τη βοήθεια των καθηγητών τους και ειδικά του Διευθυντή του σχολείου και καθηγητή Πληροφορικής Παναγιώτη Μανιάτη κατάφεραν να κάνουν τις πρώτες τους πτήσεις χωρίς οι ίδιοι να πετούν στα σύννεφα.

Το αεροπλάνο που ανιχνεύει πυρκαγιές μπορεί να ανταγωνιστεί δοκιμασμένα προϊόντα της αγοράς δίνοντας οικονομική και πρακτική λύση στις υπηρεσίες Πολιτικής Προστασίας μεταξύ αυτών και της Πυροσβεστικής Υπηρεσίας που αναζητά διαρκώς «έξυπνες» και φτηνές λύσεις για τον άμεσο εντοπισμό των πυρκαγιών αφού το δόγμα μίας επιτυχημένης επιχείρησης πυρόσβεσης είναι να «πιαστεί» η φωτιά μέσα στα πρώτα 10 λεπτά από τη στιγμή της εκδήλωσης της.

«Είναι αχτύπητο δίδυμο»

«Είναι δύο παιδιά με ανήσυχο πνεύμα που πραγματικά ξεχωρίζουν. Ο Βαγγέλης Ιορδάνου προέρχεται από οικογένεια που τον μύησε στον αερομοντελισμό, στις ειδικές κατασκευές και φυσικά γνωρίζει προγραμματισμό. Ο Νίκος Ευστρατίου γνωρίζει προγραμματισμό και ρομποτική, σχεδιάζει σε τρισδιάστατο εκτυπωτή. Ο ένας συμπληρώνει τον άλλο. Είναι ένα αχτύπητο δίδυμο και πιστεύω θα διαπρέψουν», λέει στο ethos.gr ο διευθυντής του 5ου Λυκείου Μυτιλήνης που ενθάρρυνε τα παιδιά και με έξοδα του σχολείου αγοράστηκε και ο τεχνολογικός εξοπλισμός που έχει φτάσει τα 300 Ευρώ. «Τα υλικά αγοράστηκαν με δαπάνη του σχολείου. Αμφότεροι είναι ερευνητικά πνεύματα. Έχουν το κίνητρο της διάκρισης και αυτό τα βοηθάει».

Μπαστούνι για τυφλούς ball on plate

Το δίδυμο των μαθητών στο παρελθόν είχαν φτιάξει και άλλες κατασκευές όπως το μπαστούνι για τυφλούς που ανιχνεύει τα εμπόδια και ενημερώνει τους χρήστες του. Το 2019 ο Νίκος Ευστρατίου έχει φτιάξει ένα ηλεκτρονικό επιτραπέζιο που το ονόμασε Ball on plate. Με δύο χειριστήρια οι παίκτες προσπαθούν να κρατήσουν μία μπάλα πάνω σε μία επίπεδη επιφάνεια.

Από το Νοέμβριο του 2022 έχουν αφοσιωθεί στην κατασκευή του αεροπλάνου. Μάλιστα αρκετές φορές αναζήτησαν βοήθειες από το chat GPT και την τεχνητή νοημοσύνη προκειμένου να δώσουν ζωή στην ιδέα τους.

Να γιατί δεν ακολούθησαν τα drones

Το πιο εντυπωσιακό και συνάμα ενδιαφέρον του αεροπλάνου των δύο παιδιών είναι το γεγονός ότι δεν ακολουθεί τη... μόδα των drones. O Nίκος Ευστρατίου δίνει την απάντηση του στο ethnos.gr: «Τα drones χρησιμοποιούν έλικες που σπρώχνουν τον αέρα προς τα κάτω καταναλώνοντας πολύ μεγάλη ενέργεια και για να στηριχτούν και για να αποκτήσουν ταχύτητα. Η δική μας κατασκευή ακολουθεί τη λογική ενός κανονικού μονοκινητήριου αεροπλάνου και χρειάζεται πολύ λιγότερη ενέργεια για να πετάξει απ΄ ότι ένα drone. Ένα αεροπλάνο όταν αποκτήσει το επιθυμητό ύψος θέλει πολύ λιγότερη ενέργεια για να τη διατηρήσει».

Ο εγκέφαλος πτήσης και ο αυτόματος πιλότος

Καινοτομία του αεροπλάνου είναι ο εγκέφαλος πτήσης. Περιέχει γυροσκόπιο, αισθητήρες και GPS έτσι ώστε να δίνει το στίγμα του και κυρίως για να προγραμματίζεται η πτήση του από το έδαφος τόσο με τα δεδομένα της απόστασης στην πτήση, στο ύψος και στην ταχύτητα. «Είναι ένα είδος αυτόματου πιλότου. Μπορεί να πετάξει από το σημείο Α στο σημείο Β με την ταχύτητα και το ύψος που θα του δώσουμε από το έδαφος. Φυσικά μπορεί να πετάξει και το βράδυ και να στέλνει SMS», είπε ο Νίκος Ευστρατίου που ασχολήθηκε με το σύστημα ανίχνευσης δηλαδή του τομέα των ηλεκτρονικών για τον εντοπισμό της φωτιάς. Συνέταξε τον αλγόριθμο για την ανίχνευση πυρκαγιάς και προγραμμάτισε τον μικροϋπολογιστή ώστε να λειτουργεί σωστά μαζί με την πλακέτα. Ακόμη σχεδίασε και εκτύπωσε σε 3d printer την θήκη των ηλεκτρονικών και τα συναρμολόγησε μέσα σε αυτή.

Οι δύο μεγάλοι αντίπαλοι του αεροπλάνου

Δύο είναι οι μεγάλοι αντίπαλοι του αεροπλάνου των παιδιών. Ο πρώτος είναι η αυτονομία και ο δεύτερος ο αέρας. «Η αυτονομία εξαρτάται από τη μπαταρία. Όσο πιο μεγάλη είναι η μπαταρία τόσο μεγαλύτερη είναι η αυτονομία αλλά αυξάνεται και το βάρος. Αυτή η κατασκευή έχει βάρος 1200 γραμμάρια».

Πως θα νικήσουν τον αέρα

Ο δυνατός αέρας δεν μόνο είναι σύμμαχος της φωτιάς για να εξαπλωθεί αλλά και να εμποδίζει τις πτήσεις drones αλλά και της κατασκευής των δύο μαθητών. «Λύσεις υπάρχουν αλλά για να αντέξει στις δυνατές ριπές του αέρα θα πρέπει το αεροπλάνο να γίνει βαρύτερο και πιο δυνατό στα μηχανικά μέρη. Φυσικά και μπορούμε να το κάνουμε αλλά ανεβαίνει το κόστος. Όλα είναι ζήτημα κόστους. Φανταστείτε πως το κάθε drone που έχει προμηθευτεί η Πυροσβεστική κοστίζει περίπου 50.000 Ευρώ».

Ο σχεδιαστής του αεροσκάφους

Ο Βαγγέλης Ιορδάνου  ήταν υπεύθυνος για τον σχεδιασμό, την κατασκευή του αεροσκάφους και τον προγραμματισμό του εγκέφαλου του. Μια διαδικασία αρκετά δύσκολη και επίπονη αφού το αεροσκάφος χρειάστηκε πολλές επισκευές, αλλά ακόμη και να κατασκευαστεί από την αρχή τρεις φορές μετά από αποτυχημένες δοκιμαστικές πτήσεις. Όπως λέει το χαμηλό κόστος επιτρέπει την κατασκευή σμήνους αυτόνομων αεροσκαφών: «Η πρόταση μας είναι η δημιουργία ένας σμήνους πολλών μικρών ηλεκτρικών αυτόνομων αεροσκαφών χαμηλού κόστους που θα εντοπίζουν τις πυρκαγιές και ενημερώνουν την Πυροσβεστική Υπηρεσία ακόμα και κατά την διάρκεια της νύχτας».

Λογισμικό πλοήγησης

Κατασκευάσαμε λοιπόν ένα μικρό αεροσκάφος, το οποίο θα εκτελεί προκαθορισμένες διαδρομές και εάν εντοπίσει πυρκαγιά θα ενημερώνει μέσω SMS για την θέση που έχει εκδηλωθεί. «Επάνω στο αεροσκάφος βρίσκονται μία πλακέτα με λογισμικό πλοήγησης, ώστε αυτό να εκτελεί συγκεκριμένες διαδρομές όπου το υψόμετρο και η ταχύτητα προκαθορίζονται από τον χρήστη και ένας μικροϋπολογιστή  ο οποίος συνδέεται με την κάμερα υπέρυθρων και μια πλακέτα με δυνατότητα ανίχνευσης θέσης μέσω GPS και αποστολής μηνυμάτων SMS. Η υλοποίηση της ιδέας μας στηρίζεται στο γεγονός πως μια φωτιά στην κάμερα υπέρυθρων εμφανίζεται σαν μια περιοχή έντονου λευκού φωτός», προσθέτει ο Βαγγέλης Ιορδάνου.

Ενημέρωση κάθε 5 δευτερόλεπτα

Όσο για τη λειτουργία των οργάνων που φέρει το αεροπλάνο ο Νίκος Ευστρατίου λέει: «Κατά την διάρκεια της πτήσης, κάθε 5 δευτερόλεπτα, ο μικροϋπολογιστής δέχεται μια φωτογραφία από την κάμερα υπέρυθρων και καθορίζει το αν υπάρχει φωτιά ελέγχοντας εάν σε αυτή υπάρχει έντονα λευκή περιοχή. Εάν εντοπιστεί, αποστέλλεται μήνυμα με τις συντεταγμένες της, στην Πυροσβεστική».

Ελαφρύ φελιζόλ, έλικας και σερβομηχανισμοί

Το αεροσκάφος κατασκευάσθηκε από ελαφρύ φελιζόλ τύπου Depron και σε αυτό τοποθετήθηκαν το μοτέρ κίνησης με έλικα και οι σερβομηχανισμοί πλοήγησης. Επίσης τοποθετήθηκε ο εγκέφαλος πτήσης. Αυτός μπορεί να προγραμματιστεί ώστε να κατευθύνει το αεροσκάφος σε διαδρομές που είναι προκαθορισμένες από τον χρήστη. Δοκιμαστικά αποφασίσαμε να μην χρησιμοποιήσαμε το σύστημα αυτόματης πλοήγησής αλλά να χειριζόμαστε το αεροσκάφος μέσω τηλεχειριστηρίου και συστήματος FPV ώστε να έχουμε καλύτερο έλεγχο των κινήσεων του.

Κάμερα υπέρυθρων, GPS και SMS

Το σύστημα ανίχνευσης στηρίζεται σε κάμερα υπέρυθρων που είναι συνδεδεμένη με τον μικροϋπολογιστή μας ο οποίος ελέγχει μέσω ειδικού λογισμικού δικής μας κατασκευής για την ύπαρξη φωτιάς. Ακόμη, στον μικροϋπολογιστή είναι συνδεδεμένη η πλακέτα η οποία έχει δυνατότητα λήψης των συντεταγμένων GPS και αποστολής τους μέσω SMS σε προκαθορισμένο τηλεφωνικό αριθμό. Χρησιμοποιώντας πρόγραμμα τύπου CAD σχεδιάσαμε την ειδική θήκη για τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα την οποία εκτυπώσαμε στον 3D εκτυπωτή μας».

Επίδειξη στην Πολιτική Προστασία

Oι δοκιμές του αεροπλάνου στέφθηκαν από επιτυχία ενώ την περασμένη Τρίτη προσκλήθηκαν από την υπηρεσία Πολιτικής Προστασίας Βορείου Αιγαίου όπου έκαναν επίδειξη του πυροσβεστικού αεροπλάνου. «Παρουσιάσαμε στους υπευθύνους την κατασκευή μας και τον τρόπο λειτουργίας της, ώστε να ακούσουμε την άποψη τους σχετικά με την αποδοτικότητα της, αλλά και προτάσεις για βελτιώσεις και αλλαγές, μιας και εκείνοι είναι αυτοί που ειδικεύονται στον τομέα του εντοπισμού αλλά και της καταπολέμησης των πυρκαγιών. Όλοι είχαν να πουν θετικά σχόλια. Καταγράψαμε τις παρατηρήσεις, ανταλλάξαμε απόψεις και είμαστε σίγουροι πως η κατασκευή μας θα βρει ανταπόκριση και θα αξιοποιηθεί», λέει με καμάρι ο Βαγγέλης Ιορδάνου και ο Νίκος Ευστρατίου .